Реакції проростків Arabidopsis thaliana L. на помірний водний дефіцит на клітинному та молекулярному рівнях

Abstract

Наведено дані досліджень реакції проростків арабідопсиса на помірний водний дефіцит на клітинному та молекулярному рівнях. Проростки вивчали за такими показниками: сира маса проростків, швидкість росту головного кореня, наявність та кількість розгалужених кореневих волосків, кількість клітин у стані поділу в апікальній меристемі головного кореня, довжина епідермальних клітин у зоні кореневих волосків, вміст проліну, експресія генів, чутливих до посухи. Дослідження показало, що помірний водяний дефіцит рослини реагують зростанням експресії АБК-чутливих генів RD29А та АtР5СS, ключового фермента синтезу проліну, а також підвищенням вмісту проліну. Зміни викликали пригнічення приросту кореня та зниження маси рослин. Встановлено, що пригнічення приросту кореня відбувалося внаслідок зниження кількості клітин, що діляться, в апікальній меристемі.

Приведены данные исследований реакции проростков резушки Таля (Arabi dopsi S thal i ana L.) на умеренный водный дефицит на клеточном и молекулярном уровнях. Проростки изучали по следующим показателям: сырой вес, скорость роста главного корня, наличие и количество разветвленных корневых волосков, активность апикальной меристемы главного корня, длина эпидермальных клеток в зоне корневых волосков, содержанию пролина, экспрессии генов, чувствительных к засухе. Исследование показало, что на умеренный водный дефцит растения реагируют возрастанием экспрессии АБК-чуствительных генов RD29A та AtP5CS ключевого фермента синтеза пролина, а также повышением содержания самого пролина. Эти изменения вызывали угнетение прироста корня и снижение массы растений. Угнетение прироста корня происходило вследствие падения активности апикальной меристемы. Отмечено образование разветвленных корневых волосков, которые могут увеличивать поглощение воды на начальных этапах действия водного дефицита.

In this paper we present our data on the reaction o f seedlings o f Arabidopsis thaliana L. on the moderate water deficit on cellular and molecular level. The seedlings were studied by the following criteria: fresh weight o f plants, growth rate o f the main root, the amount o f branched root hairs, number o f dividing cells in root meristem, the length o f epidermal cells in the zone o f root hairs, proline content, expression o f drought sensitive genes. The study revealed that plants react on water deficit by increasing the expression o f ABA-sensitive genes RD29A and AtP5CS the key enzyme o f proline biosynthesis, as well as by increasing the content o f proline itself. These changes level caused the decrease o f both the root growth rate and the fresh weight o f the plants. The decrease o f root growth rate was a consequence o f the lower activity o f root apical meristem. We noticed the production o f branched root hairs under conditions o f water deficit, which could increase water uptake at the initial stages o f water deficit.